精准工业级无线数据传输技术解决方案

面向大规模工程机械远程智能监控的无线通信协议

目前,远程监控技术已逐步应用于国民经济的各领域中,具有广阔的实用与商用价值.本课题来源于科技部资助的863项目"工程机械远程维护及监控系统".工程机械设备数据如何实时,可靠,高效传回监控中心成为本文研究重点内容. 在无线传输网络中,UDP协议较TCP协议在传输效率及速度上存在着一定的优势,但UDP协议也存在着可靠性差的问题.虽然,许多研究工作者基于UDP协议实现了一些可靠传输协议,如Reliable-UDP协议,REUDP协议等等,但这些协议对于工程机械设备的远程监控并不适用.为此,本文提出一种基于UDP的适应于工程机械设备数据无线传输要求的工业级传输协议CMDTP(Construction Machinery Data Transport Protocols,工程机械数据传输协议).并在此基础上,实现了一种精准化,智能化,实用化的工程机械远程监控系统. 文章对UDP,TCP进行了性能上的相应分析,并描述了基于UDP协议的可靠,高效设计原理.文章重点的研究内容为CMDTP协议的设计与实现,并对协议进行相关测试.为保证紧急数据传输的高实时性,协议采用队列分级缓存,优先级抢占发送策略;为提高工况数据发送效率,引入发送缓存池实现工况数据灵活可控的按需发送;为保障重要离散型数据可靠传输,本文采用采用单帧确认机制,问答式数据传输机制以及双探测帧机制;为保证连续型数据可靠传输,本文提出的"窗口着色"机制和断点续传,在保证数据可靠传输同时,大大的提高了传输的效率;最后,重定向机制的采用,实现了大规模,低成本的远程监控. 通过实验,本文从几个不同角度对CMDTP协议进行了相关分析.实验结果表明CMDTP协议满足大规模工程机械设备远程监控要求,尤其对连续型数据的传输,在保证其可靠传输的同时,大大提高了其传输效率. 最后,本文通过将前台页面与CMDTP协议结合起来描述,完整的展示了一套精准化,智能化,实用化的工程机械远程监控系统.

5G+工业互联网智能化矿井及智能放煤关键技术研究与实践

基于国能神东保德煤矿智能化煤矿建设任务,提出"统一数据,统一模型,统一平台,统一方案"5G+工业互联网智能化矿井建设总体方案,构建"四层+两翼"井下5G综合承载网架构:感知层部署多类传感器采集生产安全数据,传输层以5G+N×100G FlexE硬切片网络为核心实现高效传输,平台层承担数据存储与深度分析,应用层支撑多场景智能化应用;"两翼"为统一数据标准与工业安全防护体系,保障数据互通与网络安全.采用中频满足工作面大带宽需求,低频实现巷道长距离覆盖,通过TDD时隙翻转与SUL技术增强上行传输;依托FlexE切片技术划分5类切片,满足不同业务时延,带宽需求,有效支撑综采巡检,梭车远程驾驶等各类智能化场景.研发四大核心技术:①多行为时序规划快速掘进技术,创新"掘锚一体机+梭车+自移机尾"装备,融合GA-BP神经网络自适应截割,激光雷达路障感知及电力载波通信,解决"最后100 m"运输瓶颈,掘进效率与进尺分别提升10%,15%;②5G+数字孪生长距离定向钻探技术,结合动态方位伽马地质导向提升钻探精准度;③特厚煤层"自动+记忆+智能"三级放煤系统,通过异步递进调度,PID闭环控制与AI(视频+声纹)煤矸识别,平衡煤质与资源回收率;④区域多灾种融合预警技术,整合多源安全隐患监测数据,采用CNN-LSTM架构构建模型,预警吻合度超95%.现场应用显示,研究实现保德煤矿全场景5G覆盖,成功预警水害,甲烷超限等事件,缩短灾害预警响应时间,提升了矿井安全管理水平.该研究通过5G+工业互联网技术与煤矿核心业务深度融合,实现矿井从单一监测向"智能判识,精准预警,联动处置"跨越,为煤矿智能化高质量发展提供技术范式与实践案例.

产业"智"变重塑绿色工业版图

当前,在智能化改造与绿色创新双轮驱动下,陕西省神木市传统产业正实现低碳蜕变.当地政府通过精准施策,优化服务,为企业转型升级提供有力支撑,推动工业经济向高质量发展迈进.神木市工业企业生产数据显示,今年上半年,多家传统制造企业通过智能化改造实现效能大幅提升,产业绿色转型步伐明显加快.当地政府以技术创新为牵引,推动政策与服务双轮驱动,助力企业突破升级瓶颈,塑造高质量发展新优势.走上绿色循环路在陕西神木瑞诚玻璃有限公司(以下简称"……

物理层安全无线通信中的方向调制技术研究

传统的无线通信系统基于密钥加密,其安全性严重依赖于密钥的复杂度,已逐渐暴露出其安全隐患。更为基础的物理层安全无需复杂的密钥,而是从信息论的角度探究无线传输的理论安全性。方向调制作为一种新兴的物理层安全无线传输技术,近年来获得了学术界与工业界的广泛关注,其基本思想是将隐私信息发送到期望方向上,同时利用人工噪声干扰窃听方向。本文重点研究了方向调制技术中隐私信息与人工噪声的波束成形算法设计,主要内容包括:(一)为了提高方向调制多用户MIMO系统安全和速率,提出了基于泄漏的隐私信息和人工噪声波束成形向量设计方法,基本思路如下:最大化期望方向隐私信息功率,同时最大化窃听方向人为噪声功率。仿真结果表明:所提多用户方向调制合成方法的安全和速率性能优于传统正交法,且随信噪比增加,性能优势更加明显。例如,在信噪比为15dB时,所提方法的安全和速率性能比传统正交法相提高近40%。(二)为了解决传统的稳健方向调制需要获得角度测量误差统计特性的问题,提出无需误差统计特性的盲稳健方向调制合成方法,通过主瓣积分将隐私信号的功率集中到期望方向的主瓣区间内,同时将人工噪声的功率集中到所有窃听方向角区间内。仿真结果表明:存在方向角测量误差时,所提盲稳健方向调制在误比特率和安全和速率性能上均优于现有的正交法和泄漏法,当已知非完美窃听方向信息时,所提方法的期望方向误比特率性能提升近一个数量级。(三)针对传统方向调制中的安全隐患问题:当窃听者移动到期望方向主瓣内时可以窃听到隐私信息,提出基于多中继协作的安全精准无线传输新方案。在该方案中,多台中继站利用方向调制技术将隐私信息的波束成形主瓣对准期望位置,形成隐私信息能量主峰。仿真结果表明:当窃听者位于期望方向主瓣内时,所提安全精准无线传输新方案仅在期望位置处获得高的接收信干噪比,非期望位置由于随机相位导致能量相互抵消,人为噪声恶化接收信噪比,最终使非期望区域无法正确恢复隐私信息。

工业级智能手持终端

本实用新型涉及智能手持终端,包括微操作处理器,定位系统及信息接收系统,专网通信装置,公网通信装置,显示装置,拍照系统,触摸感应系统,键盘操作装置,扫描装置,回声抑制系统,信息发送系统,所述微操作处理器分别与所述定位系统及信息接收系统,专网通信装置,公网通信装置,显示装置,拍照系统,触摸感应系统,键盘操作装置,扫描装置,回声抑制系统,信息发送系统相连.本实用新型所述智能手持终端的优越效果在于:支持GPS定位系统和北斗卫星定位导航系统,定位精准;采用专网通信装置和公网通信装置实现了双网双待双通的功能且专网,公网的快速切换的通信模式,有效地保证了通信质量并扩大了通信范围.